DE3804750C1 - Remote detection of maximum speed excesses and of traffic flow in the road traffic - Google Patents
Remote detection of maximum speed excesses and of traffic flow in the road trafficInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fernerfassung von Überschreitungen
der Höchstgeschwindigkeit im Straßenverkehr gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solches Verfahren zur Geschwindigkeitsmessung
mit Hilfe eines Laser-Meßstrahls und mittels des
Doppler-Effekts ist durch die DE-AS 12 75 806 bekannt. Dort ist
eine optische Anordnung beschrieben, welche den ein Parallelbündel
bildenden Meßstrahl innerhalb derselben mindestens an einer Stelle
auf einen kleinen Durchmesser einengt, durch einen ein kleines
Loch für den Durchtritt des Meßstrahls aufweisenden und schräg zur
Meßstrahlachse an einer Einengungsstelle des Bündels innerhalb der
optischen Anordnung liegenden Spiegel, durch eine photographische
Registriereinrichtung, durch die über den Ausgang der optischen
Anordnung und nach Strahlumlenkung durch den Spiegel ein Bild des
angemessenen Objekts erzeugt wird. Bei dieser Anordnung befinden
sich also Laser-Meßanlage und Bildaufzeichnungsanlage in demselben
Gerät, und mit der Anordnung sollen die optischen Achsen beider
Anlagen möglichst exakt zur Deckung gebracht werden, da der
Erfinder glaubt, nur so feststellen zu können, welches Objekt sich
im Zeitpunkt der Messung im Abtastbereich des Meßstrahls befindet.
Anstelle dieses Verfahrens, das wegen der hohen Bündelungsfähigkeit
von Laserstrahlung sehr präzise durchgeführt werden
kann, und ebenso anstelle einfacher Meßverfahren (Meßstrecke und
Stoppuhr, Hinterherfahren, Lichtschranken, in die Fahrbahn
eingelassene Sensoren etc.) hat sich bisher jedoch das Mikrowellen-
Radar durchgesetzt. Dieses Verfahren wird in vieler
Hinsicht analog zu dem vorbeschriebenen Laserverfahren durchgeführt.
Meß- und Aufzeichnungsanlage befinden sich wieder im selben
Gerät, und es wird, zumeist aus einem parkenden Fahrzeug oder
einer permanent installierten vollautomatischen Meßanlage heraus,
ein Radarstrahl auf das zu messende Fahrzeug gerichtet und die
geschwindigkeitsproportionale Frequenzverschiebung infolge des
Doppeleffekts zwischen ausgesendeter und zurückgestreuter und
empfangener Radarstrahlung bestimmt. Zur Beweissicherung wird das
Fahrzeug einschließlich Nummernschild fotografiert, und in das
Foto werden automatisch die aktuellen Werte von Ort, Datum,
Uhrzeit und Fahrgeschwindigkeit eingeblendet.
Dieses Radarverfahren hat sich in vieler Hinsicht bisher bewährt,
weist jedoch ebenso wie das beschriebene Laserverfahren eine Reihe
von Nachteilen auf, die zum Teil die gleichen Ursachen haben. Zum
einen sind die Meßanlagen für den Autofahrer in der Regel erkennbar,
und zwar wegen ihrer Größe, und weil sie in unmittelbarer
Nähe des zu überwachenden Straßenabschnittes liegen. Ein Grund
hierfür liegt darin, daß geeignete Bildaufzeichnungen aus größerer
Entfernung nicht praktikabel sind. Beim Radarverfahren kommt noch
hinzu, daß es relativ große Antennen benötigt, trotzdem jedoch nur
über verhältnismäßig kurze Entfernungen anwendbar ist, da sich der
Radarstrahl nicht hinreichend eng bündeln läßt, um auch bei
größeren Entfernungen nur ein Fahrzeug zu erfassen. Andererseits
kann die Radarmeßanlage auch schon aus großer Entfernung durch im
Fahrzeug mitgeführte Radarwarnempfänger bemerkt werden. Bei den im
vorbeschriebenen Laserverfahren genannten Lasertypen (Rubin-Laser,
HeNe-Laser) kommt noch das dort nicht erkannte Problem der Augensicherheit
hinzu. In beiden Fällen führt die Erkennbarkeit der
Meß- und Aufzeichnungsanlage zu der unerwünschten Folge, daß der
Autofahrer seine Fahrweise entsprechend einrichten kann.
Zum anderen sind beide Verfahren personalintensiv und erfordern
eine aufwendige Logistik. Jede Kontrollstation benötigt neben der
Bildaufzeichnungsanlage eine hiergegen sehr aufwendige
Geschwindigkeits-Meßanlage. Die Meßfahrzeuge müssen durch Personal
für mehr oder weniger kurze Zeiten an den jeweiligen Ort verbracht
und bedient werden. Auch die vollautomatischen Meßanlagen arbeiten
nur mit größeren Pausen, in denen das belichtete Filmmaterial zur
Auswertung abgeholt und durch neues unbelichtetes ersetzt werden
muß. Aus diesen und anderen Gründen war es daher bisher nicht
möglich, diese Überwachung mit Radar oder Laser kontinuierlich und
in größerem Maßstab durchzuführen. Die langen Installations- und
Auswertezeiten machen die Systeme unflexibel im Sinne einer
Optimierung des Standorts als Funktion der Verkehrssituation,
nicht in größerem Maßstab und kontinuierlich einsetzbar und
bedingen trotzdem einen erheblichen Geräte- und Betriebsaufwand.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren zur
Fernerfassung von Überschreitungen der Höchstgeschwindigkeit und
des Verkehrsflusses im Straßenverkehr der eingangs genannten Art
die beschriebenen Nachteile zu vermeiden und zu einem flexiblen,
in großem Maßstab einsetzbaren und schnell an die Verkehrssituation
anpaßbaren Meßsystem zu kommen, das einen hohen
Automatisierungsgrad und einen vergleichsweise niedrigen Anlagen-
und Betriebsaufwand aufweist. Der Kraftfahrer soll sich nicht
speziell darauf einstellen können, und die Beweismittel sollen
überdies in Echtzeit, d. h. kurz nach ihrer Erhebung, in
ausgewerteter Form vorliegen, um entsprechende schnelle Reaktionen
zu ermöglichen. Die direkt an den Straßenabschnitten stationär zu
errichtenden Einrichtungen sollen in einfacher Weise montierbar
sein und außer einem Anschluß an das Stromnetz keine
extern angeordnete oder in die Fahrbahn eingebaute Sensoren
benötigen. Ihre Meßdaten sollen ebenso weder von Hand abgeholt
noch über Signalleitungen oder über Funkverbindungen übermittelt
werden müssen. Die letzten Forderungen zielen auch darauf ab, die
Installation des Meßsystems möglichst ohne große Infrastrukturänderungen
zu ermöglichen und die ohnehin überlasteten und überdies
störbaren Funkfrequenzen nicht in Anspruch zu nehmen.
Schließlich soll das Meßsystem eine möglichst großflächige Erfassung
des Verkehrsflusses, also auch Verkehrsdichte und mittlere
Fahrgeschwindigkeit erfassen, um die Ausgangsdaten für eine interaktive
Verkehrsregelung z. B. durch gezielte Ampelsteuerung zu
ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale im Anspruch
1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsformen erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Straßennetz mit mehreren zu überwachenden
Straßenabschnitten mit dort installierten Bildaufzeichnungsanlagen,
die zentrale Laser-Meßanlage sowie die
Laserstrahlen zur Geschwindigkeitsmessung und Beweisbildübermittlung,
Fig. 2 ein Diagramm der Laser-Meßanlage,
Fig. 3 ein Diagramm der Bildaufzeichnungsanlage,
Fig. 4 ein Diagramm des Lasergeräts mit Überlagerungsempfang.
Wie in Fig. 1 dargestellt, wird die zentral gelegene Meßstelle 1
so ausgewählt, daß sie im allgemeinen höher liegt als die zu
überwachenden Straßenabschnitte 2. Eine derartige Stelle ist z. B.
ein hohes Gebäude, ein Fernsehturm, ein eigens errichteter Mast
etc. Die hier installierte Laser-Meßanlage 10 hat Sichtkontakt zu
möglichst vielen Straßenabschnitten 2 innerhalb der durch das
Lasergerät 11 bestimmte Reichweite.
Zur Messung der Geschwindigkeit eines Fahrzeuges 3 dient ein an
sich bekanntes Lasergerät 11 mit Überlagerungsempfang (Fig. 4).
Die polarisierte Strahlung 13 eines frequenzstabilen und hier
augensicheren Lasers tritt durch ein Brewsterfenster 41 und ein
g/4-Plättchen 42 aus. Die kollinear wieder in das Lasergerät 11
eintretende, von einem Ziel - hier ein Fahrzeug 3 - zurückgestreute
Strahlung 13 a ist nach zweimaligem Durchgang durch das
λ/4-Plättchen 42 in seiner Polarisation um 90° gedreht und gelangt
über Brewsterfenster 41, Umlenkspiegel 43 und Strahlteilerspiegel
44 auf den Detektor 45. Ein Teil der Laserstrahlung gelangt vom
Laser 40 über die Strahlteilerspiegel 46 und 44 direkt als Lokaloszillatorstrahl
auf den Detektor 45. Durch die Überlagerung beider
Strahlen entsteht am Detektor die nicht nachgewiesene Summen-
sowie Differenzfrequenz f D. Letzere ist bei unbewegtem Fahrzeug
3 Null, bei fahrendem Fahrzeug 3 dagegen wegen des Dopplereffekts
dem Betrag der Fahrgeschwindigkeit v
f D = 2v/λ cos α (Formel 1)
proportional. Hier ist λ die Laserwellenlänge und α der Winkel
zwischen der Richtung der Fahrspur 4 und dem Laserstrahl 13.
Um nicht nur den Betrag, sondern auch das Vorzeichen, d. h. die
Richtung der Fahrgeschwindigkeit messen zu können, erhöht man
mittels des z. B. akustooptischen Modulators 47 die ausgestrahlte
Laserfrequenz um die Frequenz f₀ des den Modulator 47 ansteuernden
Oszillators 48. Es ergibt sich eine Dopplerverschiebung von
f D = f₀ + 2v/λ cos α (Formel 2)
wobei sich das Plus-Zeichen auf die Fahrzeugbewegung auf das
Lasergerät 11 hin bezieht.
Die Dopplerfrequenz f D wird in an sich bekannter Weise durch eine
Doppler-Auswerteeinheit 15, z. B. eine HF-Spektrumanalysator oder
eine Filterbank 15 a gemessen und an den Auswerte- und Steuerungsrechner
16 weitergegeben (Fig. 2). Die Anzahl, Mittenfrequenzen
und Bandbreiten der parallel geschalteten Einzelfilter werden
dabei so festgelegt, daß der Frequenzabstand f D benachbarter
Filter der gewünschten Geschwindigkeitsauflösung Δ v entspricht.
Um die notwendige Anzahl von Einzelfiltern zu verringern, kann es
vorteilhaft sein, die Bandbreiten der Einzelfilter, welche den
kleinen sowie den die Höchstgeschwindigkeit deutlich überschreitenden
Geschwindigkeiten zugeordnet sind, relativ groß zu machen,
und nur für einen gewissen, an die Höchstgeschwindigkeit nach oben
sich anschließenden Geschwindigkeitsbereich enge Bandbreiten, d. h.
gute Geschwindigkeitsauflösung vorzusehen. Eine derartige Filterbank
15 a kann aus diskreten Einzelfiltern aufgebaut werden.
Vorzugsweise wird jedoch die Verwendung eines an sich bekannten
Frequenzanalysators mit SAW-Element (surface acoustic wave)
vorgeschlagen. Weiterhin wird vorgeschlagen, eine vom Winkel α
(Bezugszeichen 5) unabhängige, d. h. feste Zuordnung von Einzelfilter
zu Geschwindigkeitsintervall herzustellen, um bei gegebener
Geschwindigkeitsauflösung mit der geringstmöglichen Anzahl von
Einzelfiltern auszukommen. Dies wird dadurch erreicht, daß der
Auswerte- und Steuerungsrechner 16 die Mittenfrequenz und Bandbreiten
der Einzelfilter der Filterbank 15 a den gespeicherten
Werten der jeweiligen Winkel α (Bezugszeichen 5) entsprechend
festlegt.
Zur Messung der Geschwindigkeit eines Fahrzeuges 3 wird der
Laserstrahl 13 des Lasergerätes 11 mittels der Ablenkeinheit 14,
z. B. einen um zwei Achsen drehbaren Spiegel, auf den gerade zu
überwachenden Straßenabschnitt 2 gerichtet. Die entsprechende
Richtung ist im Auswerterechner 16 gespeichert, welcher die
Ablenkeinheit 14 ansteuert. Der Auswerterechner 16 steuert die
zwischen Lasergerät 11 und Ablenkeinheit 14 geschaltete Sende- und
Empfangs-Zoom-Optik 12 und damit die Divergenz des ausgesendeten
Laserstrahls 13 gemäß der ebenfalls gespeicherten Entfernung zum
Straßenabschnitt 2 derart, daß dort dessen Durchmesser optimiert
ist, d. h. kleiner als die Fahrzeuggröße ist.
Als Laser wird vorteilhafterweise ein CO₂-Laser (Wellenleiterlaser)
40 verwendet, der eine gute Transmission durch die Atmosphäre
auch bei Nebel sowie eine für Reichweiten von mehreren km
ausreichende Laserleistung aufweist. An jedem zu überwachenden
Straßenabschnitt 2 innerhalb der Reichweite der Laser-Meßanlage 10
ist eine Bildaufzeichnungsanlage 20 mit Sichtkontakt zur
Laser-Meßanlage 10 permanent installiert, in deren Bildfeld die
mit dem Laserstrahl 13 zu überwachende Fahrspur bzw. Fahrspuren 4
liegen (Fig. 3). Diese Bildaufzeichnungsanlage 20, die z. B. an
einem Lichtmast, Gebäude, einer Verkehrsampel etc., mit
Stromanschluß installiert ist, enthält eine TV-Kamera 21, deren
jeweils letztes sowie das gerade im Aufbau befindliche Bild 21 a
und 21 a′ in einem Bildspeicher 22 gespeichert werden. Den Bildern
werden die von der Uhr 23 gelieferte Echtzeit sowie vom
Steuerungsrechner 26 weitere identifizierende Informationen wie
Ort und Datum der Bildaufnahmen zugefügt, so daß ein Beweisbild
21 b entsteht.
Die Bildaufzeichnungsanlage 20 weist zusätzlich einen Empfänger 24
und einen in dessen unmittelbarer Nähe angeordneten Retromodulator
25 auf, die beide auf die Laser-Meßanlage 10 ausgerichtet und dort
einem Lasergerät mit Sende- und Empfangsoptik, Ablenkeinheit und
Demodulator zugeordnet sind. Diese Baugruppen bilden erfindungs
gemäß zusammen eine 2-Weg-Datenübertragung, wenn der vom
Lasergerät ausgesendete Laserstrahl auf die nahe beieinander
liegenden Baugruppen der Bildaufzeichnungsanlage 20 ausgerichtet
ist. Zumeist ist es vorteilhaft, in der Laser-Meßanlage 10 nur ein
einziges Lasergerät 11 mit zugeordneten Baugruppen, nämlich der
Sende- und Empfangsoptik 12, der Ablenkeinheit 14 und dem
Demodulator 18 nacheinander zur Geschwindigkeitsmessung und
anschließend zur Datenübermittlung zu verwenden. Die von der
Laser-Meßanlage 10 zur Bildaufzeichnungsanlage 20 zu
übermittelnden Daten werden seriell vom Auswerterechner 16 über
den Modulatortreiber 17 dem Lasergerät 11 zugeführt. Hier
verändern sie gemäß üblicher Modulationsverfahren die Frequenz f₀
und die Amplitude des Oszillators 48, so daß die Daten schließlich
durch den Modulator 47 dem Laserstrahl 13 b aufgeprägt werden.
Selbst bei Verwendung eines CO₂-Laser 40 braucht nicht, wie sonst
üblich, ein kryogen gekühlter Detektor im Empfänger 24 benutzt
werden. Wegen der vergleichsweise hohen Empfangsintensität und
gleichzeitig niedrigen Datenrate wird hier als Detektor ein
ungekühlter pyroelektrischer Detektor vorgeschlagen. Nach dem
Empfang des Laserstrahls 13 b im Empfänger 24 und nachfolgender
Demodulation im Demodulator 28 werden die übertragenen Daten dem
Steuerungsrechner 26 zugeführt. Die von der Bildaufzeichnungs
anlage 20 zur Laser-Meßanlage 10 zu übermittelnden Daten werden
ebenfalls seriell dem Modulatortreiber 29 zugeführt, der sie
wiederum nach einem üblichen Modulationsverfahren umsetzt und den
Retromodulator 25 damit betreibt. Dieser ist vorzugsweise bei
Verwendung eines CO₂-Lasers 40 z. B. als Hohlwürfel-Retroreflektor
ausgebildet, der gemäß dem Modulationssignal von einem Piezo
schwinger in Vibration versetzt wird. Aufgrund der bekannten
Eigenschaft eines Retroreflektors wird der in dieser Betriebsart
unmodulierte Laserstrahl 13 b kollinear zur Meßanlage 10 zurück
reflektiert. Dieser ebenfalls enggebündelte Laserstrahl 13 c ist
nun jedoch durch die Vibration des Retromodulators 25, d. h. die
daraus resultierende, mit der Vibrationsmodulation sich ändernde
Doppler-Frequenzverschiebung frequenzmoduliert und transportiert
damit die gewünschte Information. Selbstverständlich kann auch ein
anderes Modulationsverfahren, z. B. eine Intensitätsmodulation
durch einen dem Retroreflektor vorgesetzten steuerbaren Absorber
etc. benutzt werden. Da jedoch mit einem Frequenzmodulations
verfahren größere Datenraten mit besserer Qualität übertragen
werden können, und da ein entsprechendes Lasergerät 11 mit
Überlagerungsempfang ohnehin vorhanden ist, wird dem geschilderten
Verfahren der Vorzug gegeben. Ebenso können anstelle von Hohl
würfel-Retroreflektoren bzw. Tripelspiegeln auch Tripelprismen,
sogenannte Katzenaugen oder Retroreflektor-Folien aus für die
Wellenlänge des verwendeten Lasers 40 geeigneten optischen
Materialien und anstelle von Piezoschwingern auch Ultraschall-
Lautsprecher etc. verwendet werden, solange nur gewährleistet ist,
daß die Datenübertragungsrate genügend hoch gemacht werden kann.
Dies erfordert unter anderem eine hinreichend enge Bündelung des
Laserstrahl 13 b, um einen ausreichend hohen Signal-/Rauschabstand
beim Empfang zu erzielen, was durch eine entsprechende Ansteuerung
der Ablenkeinheit 14 durch den Auswerterechner 16 erreicht wird,
sowie eine möglichst hohe obere mechanische Grenzfrequenz des
Piezoschwingers mit Retroreflektor. Der über Ablenkeinheit 14 und
Sende- und Empfangs-Zoom-Objektiv 12 dem Lasergerät 11 wieder
zugeführte, jetzt die zu übertragenden Daten enthaltende Laser
strahl 13 c wird nach dem Überlagerungsempfang vom Detektor 45 des
Lasergeräts 11 einem Demodulator 18 zugeführt, an dessen Ausgang
die übertragene Information wieder zur Verfügung steht.
Nachfolgend wird ein typischer Funktionsablauf beschrieben. Der
Auswerterechner 16 der Laser-Meßanlage 10 richtet den Laserstrahl
13 b des Lasergeräts 11 über die Sende- und Empfangsoptik 12 und
die Ablenkeinheit 14 auf die dem gerade zu überwachenden Straßen
abschnitt 2 zugeordnete Bildaufzeichnungsanlage 20, d. h. also auf
deren Empfänger 24 und Retromodulator 25. Über den Demodulator 28
und den Steuerungsrechner 26 werden die bisher ausgeschalteten
restlichen Baugruppen, nämlich die TV-Kamera 21, der Bildspeicher
22, die Uhr 23, der Retromodulator 25, der Bildmischer 27 und der
Modulatortreiber 29 der Bildaufzeichnungsanlage 20 eingeschaltet.
Der Steuerungsrechner 26 führt nun über den Modulatortreiber 29
dem Retromodulator 25 ein konstantes Signal zu, versetzt diesen
also in Vibration mit einer bestimmten, konstanten Frequenz und
Amplitude. Der Auswerterechner 16 der Laser-Meßanlage 10 erkennt
dieses Signal als der angemessenen Bildaufzeichnungsanlage 20
zugehörig und optimiert die Empfangsleistung am Lasergerät 11
mittels einer Kleinwinkelabtastung durch die Ablenkeinheit 14,
deren Ausrichtung oder Sichtlinie damit kalibriert ist. Nun
übermittelt der Auswerterechner 16 auf ähnliche Weise die aktuelle
Uhrzeit der Uhr 32 dem Steuerungsrechner 26, welcher damit die Uhr
23 kalibriert. Damit ist die Initialisierung der Bildaufzeich
nungsanlage 20 abgeschlossen. Die TV-Kamera 21 filmt nun den zu
überwachenden Straßenabschnitt 2, und die jeweils letzten zwei
oder mehr Einzelbilder 21 a werden im Bildspeicher 22 gespeichert.
Der Auswerterechner 16 richtet nun den - wieder unmodulierten -
Laserstrahl 13 auf die zuvor gespeicherte Stelle der zu über
wachenden Fahrspur 4. Fährt ein Fahrzeug 3 durch den Laserstrahl
13, so erkennt der Auswerterechner 16 in der beschriebenen Weise
dessen Geschwindigkeit. Liegt diese über der zuvor gespeicherten
zulässigen Höchstgeschwindigkeit, so richtet der Auswerterechner
16 den Laserstrahl 13 b wieder auf die Bildaufzeichnungsanlage 20
und übermittelt deren Steuerungsrechner 26 die gemessene
Geschwindigkeit sowie die Uhrzeit bei der Messung. Dieser entnimmt
dem Bildspeicher 22 das entsprechende Bild 21 a und fügt im
Bildmischer 27 die gemessene Geschwindigkeit hinzu. Das so
erhaltene Beweisbild 21 b wird dann, wie ebenfalls beschrieben, der
Meßanlage 10 übermittelt. Vom Demodulator 18 gelangt es in den
Beweisbildspeicher 19, von wo es über Konsole 30 und Monitor 31
abgerufen werden kann.
Selbstverständlich könnten die gemessene Geschwindigkeit sowie
Uhrzeit, Ort und Datum dem abgerufenen Bild auch erst in der
Laser-Meßanlage 10 hinzugefügt werden. Anstelle je eines Bild
mischers 27 und einer Uhr 23 in jeder Bildaufzeichnungsanlage 20
wäre nur ein einziger Bildmischer 27′ an entsprechender Stelle der
Meßanlage 10 notwendig. Empfänger 24 und Demodulator 28 könnten
überdies einfacher aufgebaut sein, und auch der Datentransfer von
der Laser-Meßanlage 10 zur Bildaufzeichnungsanlage 20 wäre stark
vereinfacht. In diesem Fall würde das Beweisbild 21 b jedoch erst
in der Laser-Meßanlage 10 anstatt bereits "an Ort und Stelle" der
Verkehrskontrolle entstehen, was die juristische Beweiskraft
eventuell beeinträchtigen könnte. Aus diesem Grund ist das
geschilderte Verfahren vorzuziehen.
Die Gesamtdauer eines solchen Meßzyklus wird von der für die Über
mittlung des Beweisbildes 21 b benötigten Zeit bestimmt, da die für
die Geschwindigkeitsmessung und die Laserstrahlablenkung benötig
ten Zeiten von ca. 1 ms und 10 ms hiergegen klein sind. Die Bild
übertragungsdauer wiederum ist von der oberen Grenzfrequenz des
Retromodulators 25 und von der zu übertragenden Datenmenge ab
hängig. Es ist daher vorteilhaft, im Bildspeicher 22 das jeweils
zuletzt an die Laser-Meßanlage 10 übermittelte Beweismaterial 21 b zu
speichern und das neu zu übermittelnde Beweisbild 21 b′, welches
sich vom Bild 21 b wegen der annähernd gleichen Situation nicht
allzusehr unterscheidet, nach dem an sich bekannten Verfahren der
Delta-Modulation zu kodieren und zu übermitteln. Reicht die
zwischen zwei Fahrzeugdurchgängen liegende Zeitspanne von typi
scherweise 1 bis 2 s für eine Bildübermittlung nicht aus, so
empfiehlt es sich, mehr als nur die beiden letzten Einzelbilder
21 a und 21 a′ im Bildspeicher 22 zu speichern. Damit können mehrere
hintereinander mit überhöhter Geschwindigkeit durchfahrende Fahr
zeuge 3 aufgezeichnet und in einer sich anschließenden Pause, bzw.
wenn der Bildspeicher 22 voll belegt ist, mit den Geschwindig
keitsinformationen versehen und abgerufen werden.
Nach einem oder mehreren solcher Meßzyklen, d. h. nach einer Meß
periode für eine bestimmte Fahrspur 4 bestimmt der Auswerterechner
16 eine andere Fahrspur 4 bzw. einen anderen Straßenabschnitt 2
zur Überwachung. Dadurch werden alle Straßenabschnitte 2 nach
einander angemessen und gegebenenfalls abgefragt, wobei die
Reihenfolge und die Dauer der einzelnen Meßperioden nach einem
Programm festgelegt wird, das über die Konsole 30 in den Auswerte
rechner 16 eingegeben wurde und welches die Verkehrssituation,
insbesondere die jeweils festgestellte Anzahl von Überschreitungen
der Höchstgeschwindigkeit, aber auch die festgestellte Verkehrs
dichte und die mittlere Fahrgeschwindigkeit bewertet. Hierbei ist
es vorteilhaft, nicht nur die mit Bildaufzeichnungsanlagen 20
ausgestatteten, sondern vielmehr nahezu alle mit dem Laserstrahl
13 erreichbaren Straßenabschnitte 2 abzutasten. Damit wird ein
nahezu vollständiges Bild der Verkehrssituation erreicht, das eine
interaktive Verkehrsregelung, z. B. durch Ampelsteuerung, Verkehrs
umleitung etc. ermöglicht.
Um ein noch größeres Straßennetz überwachen zu können, als es bei
der gegebenen Reichweite der Laser-Meßanlage 10 sowie den durch
die Topographie bestimmten Sichtverbindungen zwischen Laser-
Meßanlage 10 und Straßenabschnitten 2 mit Bildaufzeichnungs
anlagen 20 möglich ist, empfiehlt sich die Einrichtung mehrerer an
geeigneten zentralen Meßstellen 1 angeordneter Laser-Meßanlagen
10. Die Konsole 30 mit Monitor 31 und Uhr 32 werden denn vorteil
hafterweise gemeinsam benutzt und in einer Hauptzentrale unter
gebracht. Von hier aus werden dann über Standleitungen für den
Datenaustausch die einzelnen Laser-Meßanlagen 10 abgefragt.
Durch die geschilderten Maßnahmen ist ein System zur Fernerfassung
von Überschreitungen der Höchstgeschwindigkeit und des Verkehrs
flusses geschaffen, das flexibel, in großem Maßstab und unauf
fällig einsetzbar und an die Verkehrssituation anpaßbar ist, das
zusätzlich in einem weiträumigen Gebiet den Verkehrsfluß zu messen
erlaubt, und das bei der verwendeten Technik und wegen des hohen
Automatisierungsgrades einen vergleichsweise niedrigen Anlagen-
und Betriebsaufwand aufweist.
Claims (19)
1. Verfahren zur Fernerfassung von Überschreitungen der Höchstgeschwindigkeit
von Fahrzeugen mit einer Laser-Meßanlage zur
Messung der Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Bildaufzeichnungsanlage
zur Beweissicherung, deren Bild das Fahrzeug mit
Nummernschild, Uhrzeit und Ort erfaßt, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bildaufzeichnungsanlage (20) den zu überwachenden
Straßenabschnitt (2) permanent filmt und die Einzelbilder in
einem Bildspeicher (22) mit der Uhrzeit speichert, und daß bei
Feststellung der Überschreitung der Höchstgeschwindigkeit
durch die Laser-Meßanlage (10) der Laserstrahl mit der
gemessenen Geschwindigkeit sowie der Uhrzeit bei der Messung
moduliert und auf die Bildaufzeichnungsanlage (20) gerichtet
wird, die über einen Empfänger (24) das entsprechende Einzelbild
aus dem Bildspeicher (22) entnimmt und es über einen
Retromodulator (25) an die Laser-Meßanlage (10) übermittelt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
zentral gelegene Laser-Meßanlage (10) derart ausgewählt wird,
daß sie höher liegend im Sichtkontakt zu mehreren zu überwachenden
Straßenabschnitten (2) steht.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß durch eine Sende-/Empfangs-Zoomoptik (12) der hinreichend
eng gebündelte Laserstrahl (13) durch eine Ablenkeinheit (14)
auf den gerade zu überwachenden Straßenabschnitt (2) gerichtet
wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Laserstrahlung (13 a) vom Lasergerät (11) durch
Überlagerungsempfang gemessen wird, wobei in einer Doppler-
Auswerteeinheit (15) die Geschwindigkeit des Fahrzeugs (3) aus
der geschwindigkeitsproportionalen Frequenzverschiebung
infolge des Dopplereffekts zwischen ausgesendeter (13) und
empfangener (13 a) Laserstrahlung sowie dem Winkel α (5)
zwischen Laserstrahl (13) und Fahrspur (4) bestimmt wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß bei der Feststellung des Überschreitens der Höchstgeschwindigkeit
durch das Fahrzeug (3) ein Auswerterechner (16)
der Laser-Meßanlage (10) mittels der Ablenkeinheit (14) den
Laserstrahl (13) des Lasergerätes (11) auf den Empfänger (24)
richtet und gleichzeitig dem Laserstrahl (13 b) mittels eines
Modulatortreibers (17) ein moduliertes Signal aufprägt,
welches zusätzlich zu der der Uhr (32) entsprechenden Uhrzeit
(t) die gemessene Geschwindigkeit enthält.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Steuerungsrechner (26) der Bildaufzeichnungsanlage
(20) beim Eintreffen des modulierten Signals (13 b) das der
Uhrzeit entsprechende Bild (21 a) einer TV-Kamera (21) aus dem
Bildspeicher (22) heraussucht und ihm in einem Bildmischer
(27) die in einem Demodulator (28) dekodierte gemessene
Geschwindigkeit (v) aufprägt, welcher dann das derart
entstandene Beweisbild (21 b) über einen Modulatortreiber (29)
dem Retromodulator (25) zuführt.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Übermittlung des Beweisbildes (21 b) der vom Retromodulator
(25) zurückreflektierte und mit dem Lasergerät (11)
empfangene modulierte Laserstrahl (13 c) einem Demodulator (18)
zugeführt und das zurückerhaltene Beweisbild (21 b) in einem
Beweisbildspeicher (19) gespeichert wird, von wo es über
Konsole (30) und Monitor (31) abgerufen werden kann.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß ein augensicherer und frequenzstabiler Laser (40),
vorzugsweise ein CO₂-Laser, verwendet wird.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet
daß als Retromodulator (25) ein Hohlwürfel-Retroreflektor
verwendet wird, welcher von einem Piezoschwinger in Vibration
versetzt wird, wobei dem Piezoschwinger das Beweisbild (21 b)
zugeführt wird.
10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß als Doppler-Auswerteeinheit (15) eine Filterbank (15 a)
verwendet wird.
11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß als Filterbank (15 a) ein mit einem SAW-Element
(surface acoustic wave) arbeitender Frequenzanalysator
verwendet wird.
12. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der Auswerterechner (16) die Laser-Meßanlage
(10) und die Ablenkeinheit (14) derart steuert, daß mehrere zu
überwachende Straßenabschnitte (2) nacheinander angemessen und
abgefragt werden, wobei die Reihenfolge und die Dauer der
einzelnen Meßperioden vorgebbar sind.
13. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß zu Beginn jeder Meßperiode der Auswerterechner
(16) eine Sichtlinienkalibration mittels Kleinwinkelabtastung
des mit konstantem Signal beaufschlagten Retromodulators (25)
durch die Ablenkeinheit (14) durchführt.
14. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
daß Teile der Bildaufzeichnungsanlage (20), nämlich
die TV-Kamera (21), der Bildspeicher (22), eine Uhr (23), der
Retromodulator (25), der Bildmischer (27) und der Modulatortreiber
(29) durch die Übermittlung entsprechender Signale
vom Auswerterechner (16) über den Laserstrahl (13 b) und den
Empfänger (24) zum Steuerungsrechner (26) ein- und
ausgeschaltet werden.
15. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
daß Konsole (30), Monitor (31) und Uhr (32) in einer
Hauptzentrale gelegen und durch Standleitungen für den
Datenaustausch mit an verschiedenen zentralen Meßstellen (1)
angeordneten Meßanlagen (10) verbunden sind.
16. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
daß der Bildspeicher (22) das jeweils zuletzt an die
Meßanlage (10) übermittelte Beweisbild (21 b) speichert und das
neu zu übermittelnde Beweisbild (21 b′) nach dem an sich
bekannten Verfahren der Delta-Modulation kodiert.
17. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß der Auswerterechner (16) die Mittenfrequenzen
und Bandbreiten der Einzelfilter der Filterbank (15 a) in
Abhängigkeit des jeweiligen Winkels α (5) derart steuert, daß
ein bestimmtes Einzelfilter immer auf dasselbe
Geschwindigkeitsintervall anspricht.
18. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
daß als Demodulator (18) die vom Auswerterechner
(16) gesteuerte und ausgewertete Doppler-Auswerteeinheit (15)
verwendet wird.
19. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet,
daß im Empfänger (24) ein pyroelektrischer Detektor
verwendet wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883804750 DE3804750C1 (en) | 1988-02-16 | 1988-02-16 | Remote detection of maximum speed excesses and of traffic flow in the road traffic |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883804750 DE3804750C1 (en) | 1988-02-16 | 1988-02-16 | Remote detection of maximum speed excesses and of traffic flow in the road traffic |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3804750C1 true DE3804750C1 (en) | 1989-04-06 |
Family
ID=6347484
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19883804750 Expired DE3804750C1 (en) | 1988-02-16 | 1988-02-16 | Remote detection of maximum speed excesses and of traffic flow in the road traffic |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3804750C1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3825639A1 (de) * | 1988-07-28 | 1990-02-01 | Sepp Gunther | Anti-gleit-system fuer kraftfahrzeuge |
DE4434042A1 (de) * | 1994-09-23 | 1996-03-28 | Ant Nachrichtentech | Anordnung zum berührungslosen Erfassen und Vermessen von räumlich ausgedehnten Objekten, insbesondere zum Erfassen von verkehrsbezogenen Daten |
WO2003036319A2 (de) * | 2001-09-29 | 2003-05-01 | Vitronic Dr.-Ing. Stein Bildverarbeitungssysteme Gmbh | Verfahren und vorrichtung zum erfassen und klassifizieren von fahrzeugen in bewegung |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1208919B (de) * | 1962-07-26 | 1966-01-13 | Multanova Ag | Verfahren zur Kameraausloesung bei einer Radar-Geschwindigkeitsmesseinrichtung fuer Strassenfahrzeuge |
DE1275806B (de) * | 1965-09-18 | 1968-08-22 | Telefunken Patent | Anordnung zur Messung der Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung von diffus reflektierenden Objekten mit Hilfe eines Laser-Messstrahls |
-
1988
- 1988-02-16 DE DE19883804750 patent/DE3804750C1/de not_active Expired
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WO2003036319A3 (de) * | 2001-09-29 | 2003-07-31 | Vitronic Stein | Verfahren und vorrichtung zum erfassen und klassifizieren von fahrzeugen in bewegung |
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